Getriebe einfach erklärt: Wie es Drehmoment & Geschwindigkeit wandelt

Ein Getriebe ist eine mechanische Vorrichtung zur Energieübertragung zwischen zwei Geräten, die das Drehmoment erhöht und die Drehzahl reduziert. Drehmoment ist die durch Biegung oder Verdrehung eines festen Materials erzeugte Kraft. Der Begriff wird oft synonym mit „Übersetzung“ oder „Antrieb“ verwendet.

An der Verbindungsstelle einer Antriebswelle platziert, bewirkt das Getriebe oft einen rechtwinkligen Richtungswechsel – wie bei einem Drehmäher oder Hubschrauber. Jedes Getriebe wird für einen spezifischen Zweck konstruiert; der Übersetzungsverhältnis ist fest und nach Fertigung nicht mehr änderbar. Die einzige nachträgliche Anpassung ist eine Erhöhung der Wellendrehzahl bei entsprechender Drehmomentreduzierung.

Mehrganggetriebe

Wenn mehrere Geschwindigkeiten nötig sind, kommt ein Mehrganggetriebe zum Einsatz, das Drehmoment erhöht und Abtriebsdrehzahl senkt – klassisches Beispiel: Automobilgetriebe. Dasselbe Prinzip ermöglicht einen Overdrive-Gang, der die Abtriebsdrehzahl erhöht und das Drehmoment senkt.

Windkraftanlage als Großgetriebe

Eine Windkraftanlage ist ein Beispiel für ein sehr großes Getriebe. Der Rotor dreht sich langsam mit hohem Drehmoment. Das Getriebe wandelt diese Leistung in die schnellere, aber drehmomentschwächere Drehung des Generators um. Aufgrund der enormen Größe und Leistung besitzen Windkraftgetriebe mehrere Gänge und Stufen, um schwankende Rotordrehzahlen in eine konstante Generatorleistung umzusetzen.

Automobilgetriebe

Im Auto gibt es drei Getriebearten: Automatik, Schaltgetriebe und stufenloses Getriebe (CVT). Das Schaltgetriebe veranschaulicht am besten ein einfaches Getriebe. Bei Automatik und CVT sind die Getriebe geschlossene Systeme mit minimaler Bedienereingriff.

Schaltgetriebe: Zwei Systeme

Schaltgetriebe gibt es als Schalt- und als Konstantmesh-System. Beim Schaltgetriebe (Schiebeverzahnung) werden geradverzahnte Stirnräder verwendet. Die Räder drehen frei; der Fahrer muss den Gangwechsel synchronisieren (Motordrehzahl an Radgeschwindigkeit anpassen). Misslingt das Timing, knirschen die Zahnräder.

Beim Konstantmesh-System sind schrägverzahnte oder doppelschrägverzahnte Zahnradsätze permanent im Eingriff. Synchronringe oder Reibkegel ermöglichen sanfte Gangwechsel. Diese Bauart findet sich oft in Rennwagen und Landmaschinen.